3 实验原材料与实验方法
图12 透水混凝土搅拌料
Fig 12 mixing materialst of pervious concrete
2.成型工艺制作
由于透水性混凝土内部结构中胶凝材料比较少,所以在放入模型后用机械进行振捣的话,会使胶凝材料从粗骨料形成的空隙中下淌,聚集在底部,就会堵住空隙,甚至会出现封底的现象发生。这样就会失去透水能力,形成上部的粗骨料结构里面的胶凝材料非常的少,上下部分粘结强度明显不均匀的结构,为此本试验采用插捣成型工艺成型。试验中发现插捣次数的多少和试件插捣分层数直接影响到透水性混凝土的密实度。本文经过几番模拟和研究,最后选择采用分三层插捣的方法。第一层为距离试件模具的上部1/3处、第二层为距离试件模型的上部2/3处、第三层为整个试件模具。试验过程:第一次,当新拌透水性混凝土装填达到到模具的1/3深度的时候,插捣20次;第二次,新拌透水性混凝土装到模具的2/3深度的时候插捣25次;第三次,待到磨具全部全部装满的时候,再插捣30次。
3.养护
试件在放入模具后,用湿布盖住以保住水分。由于本文实验在八九月份进行,天气比较炎热,利于混凝土的硬化,故24小时就进行拆模,然后立即放入温度为
20?2oC,相对湿度95%以上的标准养护室中养护。将石块按照顺序排放好,方便
后来标注。在养护的过程都是用湿布盖住的,同时每天都要进行浇水,使其保持水分的充足,养护至28天的标准龄期,本次试验制作的试件尺寸规格为
100mm?100mm?100mm的正方体,具体的养护情况见图13。
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安徽理工大学硕士学位论文
图13 标准养护室里的透水性混凝土
Fig 13 pervious concrete in the standard curing room
2.2.2 透水性混凝土性能指标测试方法
1.透水系数测试
本文实验采用的试验方法借鉴参考陈志山大孔混凝土透水性实验[35],并在他研究的基础上对其进行改进,主要原理图如图14所示,对此次试验所用的操作原理进行简单的阐述如下:
首先,将制作完成的透水性混凝土试块置于透水方套筒1内部,此时要将透水混凝土试块3的顶端要高于溢水管6的端部,以便于水自然的流出。将透水混凝土的试块3的周围用胶结材料涂上,比如说用封蜡等方法以保证透水方套筒1里面的透水混凝土试块3上面的水只能通过透水混凝土里面的空隙流到定位水桶2内部。还有用尺子和刀在透水方套筒1上做记号,先用尺子从溢水管6下端往上量取H的距离,然后用刀在透水方套筒1上做记号。试验开始前要将量筒(用来读取单位时间渗透的水的体积的)、温度计(测量实验中水的温度)、备用的水以及秒表都准备就绪。实验开始,先从透水方套筒1中注水,水会按照设计的路线即通过透水混凝土试块3里面的空隙流到定位水桶2里面,然后从溢水管6溢出。此时开始观察注入透水方套筒1里面水的量和从溢出管6 中溢出水的量,当它们达到平衡的状态的时候,我们就开始启动秒表、读取温度表上此时的温度,并同时要讲量筒5放在溢水管6的下端接水计算溢出来的水的体积。可以根据量筒里的水的读出的数据以及秒表结束的时间停止实验。为了使实验结果更加可靠,需要重复测量3次,然后取平均值。接下来就是分析和研究这些数据,将实验测
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3 实验原材料与实验方法
量出来的数据通过下式公式(3.1)可计算得透水性混凝土的透水系数。
式中:
KT?QD
AH(t2?t1)(3.1)
KT?水温为T摄氏度时的混凝土透水系数,cm/s;
Q?从时间t1到t2透过混凝土的水量,cm3; D?透水性混凝土试件的厚度,cm; A?混凝土透水面的面积,cm2;
(t2?t1)?测定时间,s。
图14 透水性实验装置实验示意图
Fig 14 Water permeability experiment device schematic diagram
结合上面的原理及操作过程,本文自制了一套测透水系数的实验仪器,具体的透水仪如下图15所示。跟实验原理不同的是,考虑到方形的水桶在制作的过程中难度比较大,我将其改成了圆形的,半径为100mm。至于套筒与透水混凝土试块之间的胶结材料我选用的是封蜡加周围运用防水橡皮泥的方法。确保水不会从周围流出。为了测试和计算的方便,我将溢水管6下端往上量取的H值定为
300mm。为了结果更加的精确,每组实验有三个试块,我每个试块都做了三次。
即每组试块会有9个数据。其次,为了保证水都从透水混凝土试块中流入量筒中,我还提前将透水混凝土试块放入水中浸泡,达到饱和状态。最后将测得的数据进行记录,并加以处理,用于对透水性能的研究。
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安徽理工大学硕士学位论文
图15 自行设计透水仪实图
Fig 15 Homemade permeable instrument
2.强度的测试
本实验参照建材行业标准测定来测定透水混凝土试块的抗压强度,试块的体积为100mm?100mm?100mm,受力面积为100mm?100mm。采用液压式万能压力机对其进行加压,为了在压试块的过程中受力均匀,在试块的上端和下端依次垫了两个金属片。具体的操作过程如下图16所示。加载荷载和速度都按照规范进行。由于本次实验所用的试块不是标准试块,所用要进行换算,即换算成标准值要乘以0.95,强度计算按照下述公式计算: 式中:
F?液压式万能压力机加载的压力,kN。 A?试块的受力面积,m3。
fcc?FA
(3.2)
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